大气偏振模式特征及其在自主导航中的应用

针对复杂变化的大气环境,如何实现大气偏振模式的建模与时空变化规律的精确表征,是大气偏振模式相关研究的难点和热点。针对大气偏振模式在偏振光自主导航领域中的应用,通过分析大气偏振模式宏观变化规律,甄选可以作为导航参照的显著特征,详细介绍了大气偏振模式"∞"字形特征的建模方法,阐明了"∞"字形特征为偏振光导航提供航向信息的可行性,为偏振光导航信息的获取提供了一种切实可行的方法。     

仿生偏振光导航传感器量测模型研究

仿生偏振导航传感器仿照昆虫利用天空偏振光进行导航的原理,测量载体的姿态和方位,具有精度高、功耗低等优势,是一种新型的导航传感器．根据偏振导航的原理分析偏振导航传感器的测量参考矢量和导航能力,根据其参考矢量的数量及性质,对偏振导航传感器使用在不同性质载体上的测量进行建模,并提出其对载体进行定姿的条件．     

基于偏振光的导航技术研究

利用偏振光进行导航源于对生物的研究,人类在仿生研究基础上开展了基于偏振光的导航技术研究.介绍了偏振光的产生机理、仿生研究成果以及偏振导航传感器和导航技术研究成果,指出利用偏振光组合导航的方式可以大大提高系统性能,具有广阔的应用领域.     

一种新的航天器相对导航视觉方法

研究了基于单目视觉的航天器相对导航方法,基于线性投影原理,建立包含图像特征与导航信息之间关系的非线性方程组。将非线性问题转化为最优化问题处理,针对该问题构建了目标函数,采用拟Newton方法解算该优化问题。进行了数值仿真,验证了该相对导航算法的有效性。     

星光大气折射观测导航方法可观性研究

针对星光大气折射观测导航方法的可观性展开研究,利用局部弱可观理论分析了方法的可观性,根据构造的可观性矩阵的条件数考察了不同观测方式对导航系统的可观性影响,据此找到了最佳的折射观测方向,为实际选择折射星提供了参考方向。     

无卫导条件下多舰船联合导航方法研究

为解决多舰船在无卫星导航条件下面临的导航保障能力下降的问题,提出采用多舰联合导航的方法,以安装惯导系统的舰船为母舰,仅安装平台罗经的舰船为子舰,建立多舰联合导航体系,母舰通过测算获得子舰相关信息,并将其发送给子舰,以提高子舰的导航信息的可靠性和有效性,进而保障舰船编队的导航信息准确和连续。通过实例进行验证,建立多舰联合导航体系并进行导航信息有效性仿真实验,实验结果表明:采用编队联合导航方法后,单舰的定位误差有明显的下降,为保障舰船编队航行提供理论参考。     

基于SLAM算法的AUV组合导航系统

针对未知环境下某水下航行器组合导航系统在GPS信号长时间失效时,导航误差随时间积累的问题,采用了同时制图定位(SLAM)的导航方法,提出了一种将SLAM的信息融合于INS/GPS组合导航系统的方案,通过SLAM技术来限制惯导系统的误差积累,可以显著提高组合导航系统的性能并能在线建立环境的增量式地图。仿真结果表明,该方法充分利用了同时制图定位提供的信息,有效地提高了导航系统的精度。     

星光导航大气折射模型及数据模式研究北大核心

星光大气折射模型及大气数据模式是整个星光折射自主导航方案中的一个重要组成部分。利用光线追迹方法,建立了一种考虑大气空间不均匀性的星光大气折射模型,模型数据基础为自主建立的基于实测廓线数据的全球范围三维空间格点化大气参数廓线模式。同时分析了新建立的星光折射模型与基于单点大气密度指数高度分布的传统星光折射模型之间的差异,相对于传统模型,新模型由于考虑了大气不均匀性,理论精度更高。     

水下运载体与浮标相对导航方法研究

针对水下运载体与浮标相对导航主要依靠声学传递信息的问题,提出了不依赖声学进行相对导航的两种方法。拖曳式浮标法通过分析拖曳线缆在水中的三维空间形态获得相对位置信息;自由式浮标法为建立与训练神经网络模型,通过将采集数据输入此模型获得的输出信息,将浮标的位置向水下延伸。经仿真研究表明,两种方法原理上可行,为实际应用研究提供了依据。     

应急辅助定位及精度评估方法研究

在可视导航卫星数少于四颗、无法进行传统导航解算的恶劣环境下,导航接收机可利用外部高程气压计提供的高程或者内部守时模块的钟差等信息进行应急辅助定位。在该应急辅助定位工作模式的误差分析中,传统导航定位误差传递模型无法适用。针对此问题,本文在研究三星结合高程、三星结合钟差、双星结合高程钟差等几种应急辅助定位原理的基础上,给出了新的应急辅助定位误差传递的分析模型,利用仿真算例验证了该模型的正确性。通过对定位精度的分析,说明根据卫星分布特点可以按照本文方法量化得到伪距测量与辅助信息的精度的最优数量级关系,可以用最小代价实现定位精度的提升。该结论可指导接收机外部辅助器件的选择。     

联邦滤波器在INS/GPS/DVS组合导航系统中的新应用

针对某机载导航系统不能满足高精度导航定位需要的问题,采用了动态信息分配系数方法,提出了一种新的基于联邦滤波器的INS/GPS/DVS组合导航方案,通过对各子滤波器的信息分配系数进行优化,增强了组合系统的导航性能.仿真结果表明,该方案充分提取了导航传感器的信息,有效地提高了组合导航系统的精度和故障检测能力.     

星光大气折射圆锥扫描观测导航方法研究

针对跨轨道飞行器飞行特点和轻小型化设计要求,提出了一种基于单个星敏感器的星光折射圆锥扫描观测导航方法,建立了导航系统数学模型,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)作为信息融合方法,最后通过仿真计算验证了方法的可行性.该方法为轻小型化自主导航系统设计提供了新的思路.     

基于卫星导航数据在线拟合星光折射模型方法

基于星光折射的自主导航系统结构简单、成本低廉,理论上能够实现对飞行器的高精度导航.但由于测量模型受大气参数不确定性的影响,使得该导航方法的精度及可靠性严重降低.根据飞行器处于低轨段的卫星导航数据,通过神经网络在线拟合星光折射模型,避免了大气参数不确定性的影响,提高了星光折射导航精度.通过仿真重点研究了星光折射模型的特点...     

标准化原理在卫星导航应用终端型谱论证中的应用

终端型谱是卫星导航应用中具有战略意义的基础性标准。文章针对卫星导航应用的特点,从标准化原理的基础理论出发,深入分析了终端型谱的地位作用、内容形式、适用范围、方法及可行性等问题,为终端型谱论证提供理论支撑,为相关部队装备建设和企业产品长期规划提供参考和依据。     

飞机图像导航数据库系统的设计与开发

运用图像导航原理,设计并实现了一套飞机图像导航数据库系统.系统将导航所需的信息和若干地区的地面图预先存放在数据库中的特定位置.用户只需在系统的可视化界面中进行少量的操作,该系统就能够在飞机航行的过程中实时地显示拍摄到地面图像,并将该图像与数据库中的相关图像进行特征匹配,从而获取并提供给用户飞机当时的位置、航速快慢及航向误差等导航信息.     

基于多传感器信息融合理论的无人机相对导航状态估计方法

为提升无人机的作战效能和作战指标,提升无人机的相对导航精度和导航系统可靠性,本文以无人机编队的相对导航系统为研究背景,基于容积卡尔曼滤波算法和信息滤波算法,研究了容积信息滤波算法。此外,还采用了多传感器信息融合理论,利用分布式信息融合结构构建了无人机相对导航滤波器,对来自惯导、视觉和卫星的信息进行融合,获取无人机间的相对位置、速度和姿态信息。该方法提升了无人机相对导航的导航精度、导航可靠性和滤波稳定性,容积信息滤波算法的应用避免了传统滤波算法在在高维系统中出现的数值不稳定以及精度降低等问题。论文还进行了相应的数学仿真,仿真结果表明该方法提高了无人机编队之间相对导航的精度和可靠性,证明了算法的有效性。     

多传感器信息融合理论在无人机相对导航中的应用

为提升无人机的作战效能和作战指标,提升无人机的相对导航精度和导航系统可靠性,以无人机编队的相对导航系统为研究背景,基于容积卡尔曼滤波算法和信息滤波算法,研究容积信息滤波算法。此外,还采用多传感器信息融合理论,利用分布式信息融合结构构建了无人机相对导航滤波器,对来自惯导、视觉和卫星的信息进行融合,获取无人机间的相对位置、速度和姿态信息。该方法提升了无人机相对导航的导航精度、导航可靠性和滤波稳定性,容积信息滤波算法的应用避免了传统滤波算法在高维系统中出现的数值不稳定以及精度降低等问题。数学仿真结果表明,该方法提高了无人机编队之间相对导航的精度和可靠性,证明了算法的有效性。     

基于灰色决策的地形辅助导航区域选取方法

为避免仅利用单一地形特征参量对匹配区域可导航能力评判的不全面性,提出了一种基于灰色决策的多指标综合选取方法。首先,计算待选地形区域的地形标准差、地形熵、粗糙度及地形相关系数等表征地形特征的统计参量;然后,利用计算结果构建地形可导航性指标矩阵,通过无量纲化和归一化去除重叠信息;最后,求解理想决策并将决策向量投影于其上,得到地形可导航性评价。仿真表明:基于灰色决策的匹配区域选取方法能够兼顾不同特征参量所表征的地形固有属性,给出正确评价,且评价结果不受待选区域数目的限制。     

GNSS应急辅助定位及精度评估方法研究

在可视卫星数少于4颗、无法进行传统导航解算的恶劣环境下,导航接收机可利用外部高程气压计提供的高程或者内部守时模块的钟差等信息进行应急辅助定位。在该应急辅助定位工作模式的误差分析中,传统导航定位误差传递模型无法适用。针对此问题,本文在研究三星结合高程、三星结合钟差、双星结合高程钟差等几种应急辅助定位原理的基础上,给出了新的应急辅助定位误差传递的分析模型,利用仿真算例验证了该模型的正确性。最后通过对定位精度的分析,说明根据卫星分布特点可以按照本文方法量化得到伪距测量与辅助信息的精度的最优数量级关系,可以用最小代价实现定位精度的提升。该结论可指导接收机外部辅助器件的选择。     

水下航行器自主导航定位技术前沿进展

导航与定位技术是自主水下航行器(AUV)预设任务并安全返航的前提,由于水下环境的限制,目前广泛采用多系统组合导航的方式来实现AUV的准确定位。面向AUV的工况特点,详细介绍了水声测速系统、水声定位系统以及地球物理场辅助导航技术的特征与技术难点,分析了用于水下自主导航时多源组合导航方法的最新进展,随着相关测量仪器领域的研究进展,基于精确测量地球物理场特征的辅助导航技术成为具有极强竞争力的方案之一。多AUV协同导航方案同样适用于复杂的水下环境,被视为未来AUV导航技术重要发展方向。